Планетарная защита является руководящим принципом при разработке любой межпланетной миссии. Целью является предотвращение биологического загрязнения как целевого небесного тела, так и Земли. Планетарная защита связана прежде всего с неизвестным характером космической среды, а также желанием научного сообщества сохранить первозданную природу небесных тел, пока они не будут изучены в деталях.

Выделяют два типа межпланетного загрязнения:

1) Техногенная панспермия путём передачи жизнеспособных организмов с Земли на другое небесное тело. Основной целью планетарной защиты в этом случае является сохранение первозданных природных процессов, предотвращение попадания организмов с Земли.

2) Обратное загрязнение путём передачи внеземных организмов, если таковые существуют, в биосферу Земли. Здесь главной целью планетарной защиты является недопущение распространения в биосфере чужеродных организмов.

История Проблема потенциального загрязнения Луны и планет была впервые поднята в рамках VII конгресса Международной астронавтической федерации в Риме в 1956 году.

В 1958 году Национальная академия наук США (англ. U.S. National Academy of Sciences) первой приняла резолюцию, в которой призвала планировать лунные и планетные исследовательские миссии с большой осторожностью, с тем, чтобы не сделать последующие исследования других небесных тел по поиску внеземной жизни невозможными из-за земных организмов, которые могли бы быть занесены на них в ходе исследований.

Это привело к созданию комитета по загрязнению внеземными исследованиями (англ. Committee on Contamination by Extraterrestrial Exploration) который в течение года выступил с рядом рекомендаций по стерилизации космических аппаратов. В самой организации придерживались мнения, что стерилизация является временной мерой, а Марс и Венера должны оставаться не загрязнёнными только до момента их исследования пилотируемыми космическими аппаратамиPreventing the Forward Contamination of Mars.

В 1959 году функции обеспечения планетарной защиты были переданы комиссии по исследованию космического пространства (англ. Committee on Space Research) или КОСПАР (англ. COSPAR). В 1964 году КОСПАР было издано распоряжение № 26: …подтверждаем, что поиск внеземной жизни является важной задачей космических исследований, что планета Марс является единственным местом, доступным для проведения этого поиска в обозримом будущем, что загрязнение планеты может значительно осложнить процесс поиска или даже сделать его невозможным. Поэтому необходимо принять все практические шаги для предотвращения техногенной панспермии до тех пор, пока эти поиски не дадут удовлетворительного результата. Сотрудничество в планировании миссий и поиске надлежащих методов стерилизации, чтобы избежать такого загрязнения, необходимо со стороны всех государств принимающих участие в таких исследованияхPreventing the Forward Contamination of Mars — p12 quotes from COSPAR 1964 Resolution 26.

Договор о космосе 27 января 1967 года ведущие космические державы подписали договор о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела. В том же году США, СССР и Великобритания ратифицировали этот договор, создав правовую основу для планетарной защиты, принцип которой описан в статье IX этого договора:

Статья IX: … Государства-участники Договора о космосе осуществляют изучение и исследование космического пространства, включая Луну и другие небесные тела и ведут исследования на их поверхности таким образом, чтобы избежать техногенной панспермии, а также неблагоприятных изменений в биосфере Земли вследствие обратного загрязнения. В случае необходимости, принимаются необходимые меры для этих целей…Full text of the Outer Space Treaty Treaty on Principles Governing the Activities of States in the Exploration and Use of Outer Space, including the Moon and Other Celestial Bodies  — See Article IX

По состоянию на октябрь 2011 года 100 стран являются государствами-участниками договора, а ещё 26 подписали договор, но не завершили ратификацию. В их числе все космические державы, а также государства стремящиеся приобрести этот статус.

Основой для сегодняшних космических исследований является принцип:

Любых загрязнений, которые могут причинить ущерб исследовательским программам государства участника, следует избегать.

Политика НАСА (англ. NASA) на сегодняшний день направлена на неукоснительное выполнение этого основополагающего принципаPreventing the Forward Contamination of Mars, page 13 Summarizes this para in the book:.

КОСПАР: Рекомендации и категории Комитет по исследованию космического пространства собирается раз в два года, в составе 2—3 тысяч учёных. Одной из задач комитета является создание рекомендаций, направленных на предотвращение межпланетных загрязнений. Правовой основой является статья IX Договора о космосе (см. выше подробно).

Рекомендации, которые даёт КОСПАРCOSPAR PLANETARY PROTECTION POLICY (20 October 2002; As Amended to 24 March 2011), зависят от типа миссии и уровня изученности целевого небесного тела. КОСПАР классифицирует все миссии в 5 основных категорий: Категория I : Любая миссия в места, не представляющие непосредственного интереса для исследования химической эволюции и/или происхождения жизни. К таким местам относят, например, Солнце или Меркурий. Категория II : Любая миссия в места, представляющие непосредственный интерес для исследования химической эволюции и/или происхождения жизни. При этом риск того, что загрязнение с аппарата может поставить под угрозу исследование, крайне мал. Например: Луна, Венера или кометы. Требуется лишь документация целей миссии. По завершении миссии требуется задокументировать любое непреднамеренное воздействия, если таковое имело место. Категория III : Миссия с пролётной траекторией или выход на орбиту в местах, представляющих непосредственный интерес для исследования химической эволюции и/или происхождения жизни. При этом риск того, что загрязнение с аппарата может поставить под угрозу исследование, чрезвычайно высок. К таким местам относятся: Марс, Европа, Энцелад. Требуется более серьёзная оценка потенциально возможного воздействия, чем в случае с миссиями категории II. К каждой конкретной миссии могут предъявляться дополнительные требования, такие как: расчёт траектории смещения, чистое сборочное помещение, снижение биологической нагрузки. Категория IV : Миссия с использованием зонда, спускаемого аппарата и/или планетохода в местах, представляющих непосредственный интерес для исследования химической эволюции и/или происхождения жизни. Как правило, как и в случае с миссиями категории III, к каждой конкретной миссии выдвигаются определённые требования. Так, например, полная стерилизация может потребоваться для зонда, спускаемого аппарата и/или планетохода, если миссия включает в себя поиск внеземной жизни. Также если в ходе миссии планируется посадка или перемещения в регионе, где наземные микроорганизмы могут выжить и развиваться, или где могут присутствовать местные формы жизни. Для остальных зондов, спускаемых аппаратов и/или планетоходов требуется лишь частичная стерилизация. Миссии категории IV подразделяются дополнительно: Категория IVa : зонд, спускамый аппарат или планетоход, в цели которого не входит поиск марсианской жизни. Уровень биологической нагрузки не более 300 микроорганизмов на 1 квадратный метр (но не более 30 тыс. микроорганизмов на весь аппарат). Категория IVb : зонд, спускаемый аппарат или планетоход, в цели которого входит поиск жизни. Добавляются дополнительные требования для предотвращения загрязнения образцов. Категория IVc : при наличии у зонда, спускаемого аппарата или планетохода целей в специальных областях Марса (см. ниже подробно), весь аппарат должен быть подвергнут стерилизации с остаточной биологической нагрузкой не более 30 микроорганизмов. Категория V : Отдельная категория, регулирующая миссии, в ходе которых планируется возврат образцов с небесных тел на Землю. Подразделяется на: Категория V (неограниченный возврат) : Образцы из мест, где в представлении современной науки нет жизни. Возможность обратного загрязнения ничтожно мала. Никаких особых требований не предъявляется. Категория V (ограниченный возврат) : В случаях, когда современная наука не может гарантировать отсутствие жизни на целевом небесном теле, выдвигаются дополнительные требования, такие как помещение в карантин образцов, а также любого аппаратного обеспечения, принимавшего участие в миссии.

Специальные области Марса Специальные области Марса — выделенные КОСПАР области Марса, в которых могут легко выжить и распространиться земные организмы, а также велик потенциал существования марсианских форм жизни. К таким местам относятся области, в которых периодически образуется жидкая вода, а также другие благоприятные места для развития жизни, исходя из современного понимания требований к её развитию.

В случае работы в этих областях, зонд, спускаемый аппарат и/или планетоход должны быть подвергнуты полной стерилизации для соответствия категории IVc.

Целевые категории Наиболее изученные цели космических миссий легко поддаются классификации и получают соответствующие категории. Другие получают предварительные категории до появления большего количества данных.

Категория I

Не представляют непосредственный интерес для понимания процессов химической эволюции и/или происхождения жизни

Ио, Солнце, Меркурий и неидифференцированные метаморфизованные астероиды.

Категория II

…где есть лишь небольшой вероятность, что загрязнение космическими аппаратами может поставить под угрозу будущие исследования. В этом случае небольшой вероятность обусловлена отсутствием на небесном теле мест благоприятных для размножения земных организмов и/или очень низкую вероятность передачи их туда.

Каллисто, кометы, астероиды категории P, D и C, Венера, объекты пояса койпера (ОПК) (меньше 1/2 размера Плутона)

Предварительная категория II Ганимед, Титан, Тритон, система Плутон-Харон, Церера, крупные ОПК (больше 1/2 размера Плутона) К объектам предварительной категории II выдвигаются требования, аналогичные требованиям основной категории. Для уточнения категории каждого из объектов, отнесённых в предварительную категорию II, требуются дальнейшие исследования.

Категория III/IV

…где есть серьёзная вероятность, что загрязнение космическими аппаратами может поставить под угрозу будущие исследования. В этом случае серьёзная вероятность обусловлена наличием на небесном теле мест благоприятных для размножения земных организмов и/или очень высокую вероятность передачи их туда.

Марс, из-за возможности поверхностной обитаемости Европа, из-за возможной обитаемости подповерхностного океана Энцелад, из-за обнаруженных водных гейзеров

Категория V

Неограниченный возврат V: «Миссии с возвратом на Землю из мест, по мнению научного сообщества не имеющих коренных форм жизни»

Ограниченный возврат V: «Миссии с возвратом на Землю из мест, по мнению научного сообщества имеющих интерес для изучения биохимической эволюции и/или происхождения жизни.»

Неограниченный возврат: Луна, Венера Ограниченный возврат: Марс, Европа, Энцелад

Другие объекты При отсутствии следов активности небесного тела в течение 3 млрд лет, или отсутствии вероятности повреждения поверхности небесного тела воздействием с Земли, целевое тело относится к категории I. В противном случае категория может быть пересмотрена.

Уравнение Коулмана-Сагана Цель нынешних требований КОСПАР — снижение уровня биологической нагрузки АМС или пилотируемых аппарата до приемлемого уровня, в соответствии с категорией целевого небесного тела. Приемлемым считается вероятность межпланетного загрязнения в 0,1 %. Вероятность, как правило, рассчитывается путём перемножения количества микроорганизмов на космическом корабле, вероятности распространения их на целевом небесном теле, а также некоторых других факторов, связанных с возможным сокращением биологической нагрузки за время миссии.